JP5691857B2 - 気体ポンプ - Google Patents
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Description
シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、前記圧力操作室と反対側に前記ピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、前記ピストンの往復作動に応じて前記圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備え、
前記弁ユニットから排出される排気を装置外に排出する排気部としてサイレンサ室が設けてあり、
前記駆動室または前記サイレンサ室の圧力が所定範囲を逸脱したときに、前記逸脱した圧力を調整する圧力解放機が設けられ、
前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記弁ユニットと連通する第1管部と、前記サイレンサ室と連通する第2管部と、前記第1管部と前記第2管部とを前記負圧室の外部で接続し、且つ、前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第1管部または前記第2管部から接続解除されるホースとによって構成されている点にある。
本構成ではサイレンサ室と外気とを連通させる孔が何らかの原因で塞がった場合に、サイレンサ室の圧力が異常に高まるため、この異常圧力によってホースの一端が第1管部または第2管部から接続解除されることで、サイレンサ室の圧力が解放される。
本構成であれば、圧力解放機構がホースで構成されるため取り付けが簡単である。また、内部圧力が過剰となった場合の圧力調整の方法として、ホースの両端のいずれかが管部から抜けるという外観的に明白な現象が生じるので、過剰な内部圧力によって外れたときに非常に分かり易く有利である。また、内部圧力が過剰となった原因を解決した後に、接続解除されたホースの端部を元の管部に再接続する操作も容易となる。
前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記駆動室と連通する第1管部と、前記サイレンサ室と連通する第2管部と、前記第1管部と前記第2管部とを前記駆動室の外部で接続し、且つ、前記駆動室または前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第1管部または前記第2管部から接続解除されるホースとによって構成されている点にある。
〔第1実施形態〕
図1に本発明による気体ポンプの一例としてのレシプロ型の真空ポンプを示す。この真空ポンプは、円筒状のシリンダ1と、シリンダ1の内部に軸心Xに沿って往復移動可能に配置されたピストン2とを備える。シリンダ1内のシリンダヘッド側に負圧室A(圧力操作室の一例)が配置され、軸心Xに沿って負圧室Aと反対側に配置された駆動室Bには、ピストン2に往復駆動力を与えるクランク機構Cが収容されている。
シリンダ1の他方の端部側に気密状に連結されたポンプハウジング3に、クランク機構Cを収容した駆動室Bが配置されている。
吸気弁22はゴムや樹脂のように柔軟に変形し得る素材を用いて構成され、空気の流れを阻止する場合には弁ケーシング21に密着し、空気の流れを許す場合には弁ケーシング21との間に空気の流れを許す空間を形成するように弾性変形する。
また、経路ブロック15には、経路ブロック15の内部空間に連通する第2管部16が弁ユニットVに向かって突設されている。この経路ブロック15の第2管部16と、弁ケーシング21の第1管部26とは弾性材料からなる中継排気ホース9によって接続されている。
すなわち、ピストン2の排気方向への作動時には、負圧室Aの空気が経路ブロック15を介して開放口15Aから真空ポンプの外へ排出されるが、ピストン2の吸気方向への作動時にも、駆動室Bの空気が経路ブロック15を介して開放口15Aから真空ポンプの外へ排出される。
また、ピストン2の吸気方向への作動に関しては、駆動室Bから通気口7A、経路ブロック15の内部空間を経て、開放口15Aに向かう第2排気経路Fが形成されている。
負圧室Aの空気と駆動室Bの空気とは基本的に全て第1排気経路Eと第2排気経路Fとの合流空間Gに配置されたエアーフィルタ17を通じて開放口15Aに向かうように構成されている。
サイレンサ室Sはエアーフィルタ17を環状に取り囲むドーナツ状の空間によって構成されている。エアーフィルタ17には除塵性能を有する羊毛フェルトや、紙材、ウレタンフォーム等が使用されている。
図2に示すように、ピストン2の外面の全周に環状溝2Gが形成され、環状溝2Gの内部にはピストンリング30が係入されている。ピストンリング30の軸心Xに沿った厚さは環状溝2Gの溝幅を下回るため、ピストンリング30は環状溝2Gの内部で軸心Xに沿って(ピストン2の作動方向)に変位自在となっている。
ピストン2の外周にはピストンガイドブッシュ31が嵌め込まれ、シリンダ1の内周面にはピストンリング30とピストンガイドブッシュ31とが接触し、ピストン2の両端の外周がシリンダ1の内周面に接触しないように構成されている。
何らかの原因、例えば、通気口7A、開放口15Aまたはエアーフィルタ17に位置する水分の氷結或いは粉塵などによる目詰まりなどによって、駆動室Bまたはサイレンサ室Sの圧力が所定範囲を逸脱したときに、その逸脱した圧力によって駆動室Bおよびサイレンサ室Sの少なくともいずれか一方の圧力を調整する圧力解放機構が設けられている。
この実施形態では、通気口7Aの異常に基づく駆動室Bの内部圧力の異常な高まりに対しては圧力解放機構の作用が見られない。
すなわち、ピストンリング30が省略された真空ポンプにおいては、ピストン2の排気側への移動によって負圧室Aの圧力が高まる傾向は、ピストンリング30を備えた真空ポンプ以上に、開放口15Aまたはエアーフィルタ17の異常に基づいて著しくなる傾向が見られるからである。
図3に例示した変形例では、サイレンサ室Sの所定の内部圧力に基づいて、中継排気ホース9が確実に第1管部26から抜け落ちるように、経路ブロック15の第2管部16と弁ケーシング21の第1管部26とが互いに対向しないように、平面視で左右に変位した位置となるように設けられている。
図1では、ポンプハウジング3のピストン2と対向する壁面に圧力解放孔3Hが形成されており、この圧力解放孔3Hを閉じるように設置されたリリーフ弁RVが、駆動室Bの圧力が一定値を超えたときに一時的に開放される圧力解放機構を構成している。
通気口7A、開放口15A及びエアーフィルタ17に異常がない状況では、ピストン2の吸気方向の作動によって駆動室Bが一時的に高圧になっても、或いは、ピストン2の排気方向の作動によってサイレンサ室Sが一時的に高圧になっても、リリーフ弁RVは弁体34によって閉鎖された状態が維持される。
すなわち、ピストンリング30が省略された真空ポンプにおいても、ピストン2の吸気側への移動によって駆動室Bの圧力が高まる傾向は、通気口7A、開放口15Aまたはエアーフィルタ17の異常に基づいて著しくなる。
図1に示すケーシング21を、外部の対象物と連通したチューブ25がケーシング21の排気空間21Bに接続され、突出部26が吸気空間21Aと連通された別のケーシング21に変更し、ピストンリング30を省略することで、圧縮ポンプ(気体ポンプの一例)として用いることが可能である。
尚、ピストンリング30を省略する代わりに、ピストン2の吸気側への移動に際して開き、ピストン2の排気側への移動に際して閉じる開閉弁(不図示)をピストン2のピストンヘッドなどに設けてもよい。
したがって、図1に示す圧力解放孔3Hに、リリーフ弁RVの代わりに、駆動室Bの圧力が大気圧よりも低い所定の下限値よりも下がったときに開放されて、外気を駆動室Bの中に吸入する負圧作動型のリリーフ弁(不図示)を圧力解放機構として取り付けることができる。
図5に示す真空ポンプでは、駆動室Bまたはサイレンサ室Sの圧力が所定範囲を逸脱したときに、逸脱した圧力を調整する圧力解放機構が、駆動室Bと連通する第1管部36と、サイレンサ室Sと連通する第2管部37と、第1管部36と第2管部37とを駆動室Bの外部で接続する外部中継ホース40とによって構成されている。
すなわち、ピストンリング30が省略された真空ポンプにおいても、ピストン2の吸気側への移動によって駆動室Bの圧力が高まる傾向は、通気口7A、開放口15Aまたはエアーフィルタ17の異常に基づいて著しくなる。
2 ピストン
2G 環状溝
2T 連通孔
3H 圧力解放孔(圧力解放機構)
7A 通気口
9 中継排気ホース(圧力解放機構)
15A 開放口
17 エアーフィルタ
23 排気弁
30 ピストンリング
34 弁体(閉鎖手段、圧力解放機構)
36 第1管部
37 第2管部
40 外部中継ホース(圧力解放機構)
40A 一端
40B 他端
A 負圧室(圧力操作室)
B 駆動室
E 第1排気経路
F 第2排気経路
G 合流空間
RV リリーフ弁(圧力解放機構)
S サイレンサ室(排気部)
V 弁ユニット
Claims (8)
- シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、前記圧力操作室と反対側に前記ピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、前記ピストンの往復作動に応じて前記圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備え、
前記弁ユニットから排出される排気を装置外に排出する排気部としてサイレンサ室が設けてあり、
前記駆動室または前記サイレンサ室の圧力が所定範囲を逸脱したときに、前記逸脱した圧力を調整する圧力解放機構が設けられ、
前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記弁ユニットと連通する第1管部と、前記サイレンサ室と連通する第2管部と、前記第1管部と前記第2管部とを前記負圧室の外部で接続し、且つ、前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第1管部または前記第2管部から接続解除されるホースとによって構成されている気体ポンプ。 - 前記ホースの一端と前記第1管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第2管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている請求項1に記載の気体ポンプ。
- 前記第1管部と前記第2管部とが互いに正対して配置されている請求項1または2に記載の気体ポンプ。
- 前記ホースが屈曲して配置されている請求項1から3のいずれか一項に記載の気体ポンプ。
- 前記圧力解放機構が、前記駆動室及び前記サイレンサ室の少なくともいずれか一方と外部とを連通させる圧力解放孔と、前記逸脱した圧力によって一時的に係合解除されるように前記圧力解放孔を閉鎖する閉鎖手段とを有する請求項1に記載の気体ポンプ。
- 前記ピストンの吸気方向への作動に応じて、前記駆動室の内部の気体を前記サイレンサ室に送り出す通気口が前記駆動室に設けてある請求項1から5のいずれか一項に記載の気体ポンプ。
- 前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記駆動室と連通する第1管部と、前記サイレンサ室と連通する第2管部と、前記第1管部と前記第2管部とを前記駆動室の外部で接続し、且つ、前記駆動室または前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第1管部または前記第2管部から接続解除されるホースとによって構成されている請求項6に記載の気体ポンプ。 - 前記ホースの一端と前記第1管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第2管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている請求項7に記載の気体ポンプ。
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